JP2023128213A - electrostatic chuck device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、静電チャック装置に関する。 The present invention relates to an electrostatic chuck device.
半導体ウエハを使用して半導体集積回路を製造する場合や、ガラス基板、フィルム等の絶縁性基板を使用した液晶パネルを製造する場合には、半導体ウエハ、ガラス基板、絶縁性基板等の基材を所定部位に吸着保持する必要がある。そのため、それらの基材を吸着保持するために、機械的方法によるメカニカルチャックや、真空チャック等が用いられていた。しかしながら、これらの保持方法は、基材(被吸着体)を均一に保持することが困難である、真空中で使用することができない、基材表面の温度が上昇し過ぎる等の課題があった。そこで、近年、被吸着体の保持には、これらの問題を解決することができる静電チャック装置が用いられている。 When manufacturing semiconductor integrated circuits using semiconductor wafers, or when manufacturing liquid crystal panels using insulating substrates such as glass substrates and films, it is necessary to use base materials such as semiconductor wafers, glass substrates, and insulating substrates. It is necessary to adsorb and hold it at a predetermined location. Therefore, in order to attract and hold these base materials, mechanical chucks, vacuum chucks, and the like have been used. However, these holding methods have problems such as difficulty in holding the substrate (object to be adsorbed) uniformly, inability to use in vacuum, and excessive rise in temperature on the surface of the substrate. . Therefore, in recent years, electrostatic chuck devices that can solve these problems have been used to hold objects to be attracted.
静電チャック装置は、内部電極となる導電性支持部材と、それを被覆する誘電性材料からなる誘電層と、を主要部として備える。この主要部により、被吸着体を吸着させることができる。静電チャック装置内の内部電極に電圧を印加して、被吸着体と導電性支持部材(内部電極)との間に電位差を生じさせると、誘電層に静電気的な吸着力が発生する。これにより、被吸着体は、導電性支持部材に対しほぼ平坦に支持される。また、静電チャック装置の吸着面に、複数の凹凸部を形成し、この複数の凸部の上面により形成される面に被吸着体を吸着することで、溶射により誘電層の吸着面に微細な凹凸を形成する際に、被吸着体にパーティクルが付着することを抑制している。 An electrostatic chuck device mainly includes a conductive support member serving as an internal electrode and a dielectric layer made of a dielectric material covering the conductive support member. This main portion allows an object to be adsorbed to be adsorbed. When a voltage is applied to the internal electrodes in the electrostatic chuck device to create a potential difference between the object to be attracted and the conductive support member (internal electrode), electrostatic adsorption force is generated in the dielectric layer. Thereby, the object to be attracted is supported substantially flatly with respect to the conductive support member. In addition, by forming a plurality of uneven parts on the adsorption surface of the electrostatic chuck device and adsorbing the object to the surface formed by the upper surface of the plurality of protrusions, fine particles can be applied to the adsorption surface of the dielectric layer by thermal spraying. When forming roughness, particles are prevented from adhering to the adsorbed object.
従来、吸着面となるセラミックス誘電体層の表面を部分的に薄く削り取り、多数の凸凹を形成するディンプル加工を施すことが知られている(例えば、特許文献1参照)。特許文献1では、表面の幅8mmの外周部と規則正しく配列された複数個の直径4mmの円形部分をマスキングし、残りの部分をブラスト処理することにより、深さ20μmを削り取って段差を設けて、吸着面に、セラミックスの溶射時にパーティクルが付着することを抑制している。 Conventionally, it has been known to partially shave off the surface of a ceramic dielectric layer, which will serve as an attraction surface, to perform dimple processing to form a large number of unevenness (see, for example, Patent Document 1). In Patent Document 1, the outer peripheral part of the surface with a width of 8 mm and a plurality of regularly arranged circular parts with a diameter of 4 mm are masked, and the remaining part is blasted to remove a depth of 20 μm to provide a step. This prevents particles from adhering to the suction surface during thermal spraying of ceramics.
シリコンウエハの裏面のパーティクルは、シリコンウエハと静電チャック装置との接触部の接触面積が広いほど多くなる。そのため、シリコンウエハと静電チャック装置の接触面積を小さくするために、静電チャック装置の吸着面に複数の凹凸部を形成することが知られている(例えば、特許文献2参照)。特許文献2では、吸着面に所定のパターンでマスキングした後、ブラスト加工を行い、複数の凹凸部を形成している。 The number of particles on the back surface of the silicon wafer increases as the contact area between the silicon wafer and the electrostatic chuck device increases. Therefore, in order to reduce the contact area between the silicon wafer and the electrostatic chuck device, it is known to form a plurality of uneven portions on the suction surface of the electrostatic chuck device (for example, see Patent Document 2). In Patent Document 2, after masking the suction surface with a predetermined pattern, blasting is performed to form a plurality of uneven portions.
被処理部材(被吸着体)の表面を、所定のパターン形状の開口部を有するマスキング材でマスキングした後、そのマスキング材を介して、溶射材を溶射して、溶射膜をパターニングすることも知られている(例えば、特許文献3参照)。 It is also known that after masking the surface of a member to be treated (adsorbed object) with a masking material having openings in a predetermined pattern shape, a thermal spray material is sprayed through the masking material to pattern a thermal sprayed film. (For example, see Patent Document 3).
特許文献1~特許文献3に記載されているように、溶射により、静電チャック装置の吸着面に、微細な凹凸を有する溶射膜を形成した場合、次のような課題があった。
溶射に使用できるセラミック粒子は、平均一次粒子径が数十μm以上の比較的大きなものに限られる。このため、溶射によって形成された凹凸は空隙が多くなり、プラズマ耐性が悪く、基台との密着性が悪いといった課題があった。
溶射によって凹凸を形成する場合、セラミック粒子を何重にも重ねる必要があるため、時間が掛かるという課題があった。1回の溶射で作成できる膜厚は2μm~3μmであるため、高さ30μmの凸部を形成するためには、20回ほど溶射する必要があり、作業効率が悪かった。なお、溶射膜は、形成後に表面を研磨するため、目的とする厚さよりも厚く形成する必要がある。
As described in Patent Documents 1 to 3, when a thermal spray film having fine irregularities is formed on the adsorption surface of an electrostatic chuck device by thermal spraying, the following problems occur.
Ceramic particles that can be used for thermal spraying are limited to relatively large particles with an average primary particle diameter of several tens of μm or more. Therefore, the irregularities formed by thermal spraying have many voids, have poor plasma resistance, and have poor adhesion to the base.
When forming irregularities by thermal spraying, it is necessary to stack ceramic particles in multiple layers, which poses a problem in that it takes time. Since the film thickness that can be created by one thermal spraying process is 2 μm to 3 μm, in order to form a convex portion with a height of 30 μm, thermal spraying must be performed approximately 20 times, which was inefficient. Note that since the surface of the sprayed film is polished after formation, it is necessary to form the sprayed film thicker than the intended thickness.
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、プラズマ耐性に優れ、かつ密着性が高い凸部を有する静電チャック装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide an electrostatic chuck device having a convex portion with excellent plasma resistance and high adhesion.
本発明は、以下の態様を有する。
[1]吸着面に複数の凸部を有する静電チャック装置であって、前記凸部が、セラミック膜と、樹脂バインダーを含有するセラミック層とを有し、前記セラミック膜が、セラミック粒子と、金属酸化物と、を含有し、前記セラミック粒子間の少なくとも一部が前記金属酸化物を介して結着していることを特徴とする静電チャック装置。
[2]前記セラミック粒子が、アルミナ、マグネシア、イットリア、ジルコニア、シリカおよび酸化亜鉛からなる群から選択される少なくとも1種であることを特徴とする[1]に記載の静電チャック装置。
[3]前記セラミック粒子の平均一次粒子径が0.1μm以下50μm以下であることを特徴とする[1]または[2]に記載の静電チャック装置。
[4]前記金属酸化物が、有機金属化合物の熱処理によって有機成分が分解除去すると共に、前記有機金属化合物を構成する金属が酸化されることによって得られた金属酸化物であることを特徴とする[1]~[3]のいずれかに記載の静電チャック装置。
[5]前記有機金属化合物を構成する金属が、アルミニウム、イットリウム、マグネシウムからなる群から選択される少なくとも1種であることを特徴とする[4]に記載の静電チャック装置。
The present invention has the following aspects.
[1] An electrostatic chuck device having a plurality of convex portions on an adsorption surface, wherein the convex portion has a ceramic film and a ceramic layer containing a resin binder, and the ceramic film has ceramic particles and a ceramic layer containing a resin binder. A metal oxide, and at least a portion of the ceramic particles are bonded to each other via the metal oxide.
[2] The electrostatic chuck device according to [1], wherein the ceramic particles are at least one selected from the group consisting of alumina, magnesia, yttria, zirconia, silica, and zinc oxide.
[3] The electrostatic chuck device according to [1] or [2], wherein the average primary particle diameter of the ceramic particles is 0.1 μm or less and 50 μm or less.
[4] The metal oxide is a metal oxide obtained by heat-treating the organometallic compound to decompose and remove organic components and oxidizing the metal constituting the organometallic compound. The electrostatic chuck device according to any one of [1] to [3].
[5] The electrostatic chuck device according to [4], wherein the metal constituting the organometallic compound is at least one selected from the group consisting of aluminum, yttrium, and magnesium.
本発明によれば、プラズマ耐性に優れ、かつ密着性が高い凸部を有する静電チャック装置を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide an electrostatic chuck device having a convex portion with excellent plasma resistance and high adhesion.
以下、図面を参照して本発明に係る静電チャック装置の実施の形態について説明する。なお、以下の説明で用いる図面は、便宜上、特徴となる部分を拡大して示しており、各構成要素の寸法比率等は、実際とは異なる場合がある。また、以下の説明において例示される材料、寸法等は一例であって、本発明はそれらに限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲で適宜変更できる。 Hereinafter, embodiments of an electrostatic chuck device according to the present invention will be described with reference to the drawings. Note that the drawings used in the following description show characteristic parts enlarged for convenience, and the dimensional ratio of each component may differ from the actual one. Further, the materials, dimensions, etc. exemplified in the following description are merely examples, and the present invention is not limited thereto, and may be modified as appropriate without changing the gist thereof.
[静電チャック装置]
本発明の一実施形態に係る静電チャック装置は、吸着面に複数の凸部を有する静電チャック装置であって、前記凸部が、セラミック膜と、樹脂バインダーを含有するセラミック層とを有し、前記セラミック膜が、セラミック粒子と、金属酸化物と、を含有し、前記セラミック粒子間の少なくとも一部が前記金属酸化物を介して結着している。
[Electrostatic chuck device]
An electrostatic chuck device according to an embodiment of the present invention is an electrostatic chuck device having a plurality of convex portions on a suction surface, wherein the convex portions include a ceramic film and a ceramic layer containing a resin binder. The ceramic film contains ceramic particles and a metal oxide, and at least some of the ceramic particles are bound together via the metal oxide.
図1および図2を参照しながら、本発明の一実施形態に係る静電チャック装置について説明する。
図1は、本実施形態に係る静電チャック装置を示す概略断面図である。図2は、本実施形態に係る静電チャック装置を構成する凸部を示す概略断面図である。
図1に示す本実施形態の静電チャック装置10は、基台11と、電極12と、セラミック層13と、凸部14と、を備える。電極12は、基台11の一方の面(上面)11aに形成されている。セラミック層13は、基台11の一方の面11a上において、電極12を覆うように、すなわち、電極12の一方の面(上面)12aおよび側面12bを覆うように形成されている。凸部14は、セラミック層13の一方の面(上面)13aに形成されている。
また、凸部14は、セラミック層15と、セラミック膜16と、を備える。セラミック層15は、セラミック層13の一方の面13a上に形成され、セラミック膜16は、セラミック層15の一方の面(上面)15aおよび側面15bを覆うように形成されている。
凸部14の一方の面(上面、表面)16aが静電チャック装置10の吸着面である。
An electrostatic chuck device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2.
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing an electrostatic chuck device according to this embodiment. FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing a convex portion constituting the electrostatic chuck device according to the present embodiment.
The
Further, the
One surface (upper surface, front surface) 16a of the convex
<基台11>
基台11としては、特に限定されないが、例えば、セラミックス基台、炭化ケイ素基台、アルミニウムやステンレス等からなる金属基台等が挙げられる。
<
Although the
<電極12>
電極12としては、電圧を印加した際に静電吸着力を発現できる導電性物質からなるものであれば特に限定されない。電極12としては、例えば、銅、アルミニウム、金、銀、白金、クロム、ニッケル、タングステン等の金属からなる薄膜、および前記金属の群から選択される少なくとも2種の金属からなる薄膜が好適に用いられる。このような金属の薄膜としては、例えば、蒸着、メッキ、スパッタリング等により成膜されたものや、導電性ペーストを塗布乾燥して成膜されたものが挙げられる。電極12の具体例としては、例えば、銅箔等の金属箔が挙げられる。
<Electrode 12>
The
電極12は、単一層からなる単極であってもよいし、2箇所以上に分割された双極であってもよい。電極12の電極パターンや形状は、特に限定されない。電極12の配置は、適宜設計することができる。
The
電極12の厚さは、特に限定されない。電極12の厚さは、1μm以上100μm以下であることが好ましく、3μm以上20μm以下であることがより好ましい。電極12の厚さが前記下限値以上であると、電極12を覆うようにセラミック層13を形成する際に、電極12の一方の面(上面)12aに凹凸が生じ難い。電極12の厚さが前記上限値以下であると、電極12と、他の層との接合強度が十分に得られる。
The thickness of the
<セラミック層13>
セラミック層13は、セラミック焼結体やセラミック溶射体から構成される。
セラミック焼結体およびセラミック溶射体を構成する材料としては、特に限定されず、例えば、窒化ホウ素、窒化アルミニウム、酸化ジルコニウム、酸化ケイ素、酸化スズ、酸化インジウム、石英ガラス、ソーダガラス、鉛ガラス、硼珪酸ガラス、窒化ジルコニウム、酸化チタン等が挙げられる。これらの材料は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
<
The
The materials constituting the ceramic sintered body and the ceramic sprayed body are not particularly limited, and include, for example, boron nitride, aluminum nitride, zirconium oxide, silicon oxide, tin oxide, indium oxide, quartz glass, soda glass, lead glass, and borium. Examples include silicate glass, zirconium nitride, and titanium oxide. These materials may be used alone or in combination of two or more.
セラミック焼結体およびセラミック溶射体を構成する材料の平均一次粒子径は、1μm以上25μm以下であることが好ましい。前記の材料の平均一次粒子径が前記範囲内であると、セラミック焼結体およびセラミック溶射体の空隙を減少させ、セラミック焼結体およびセラミック溶射体の耐電圧を向上させることができる。 The average primary particle diameter of the material constituting the ceramic sintered body and the ceramic sprayed body is preferably 1 μm or more and 25 μm or less. When the average primary particle diameter of the material is within the above range, the voids in the ceramic sintered body and the ceramic sprayed body can be reduced, and the withstand voltage of the ceramic sintered body and the ceramic sprayed body can be improved.
セラミック焼結体およびセラミック溶射体を構成する材料の平均一次粒子径の測定は、レーザー回折・散乱法等で行うことができる。 The average primary particle size of the materials constituting the ceramic sintered body and the ceramic sprayed body can be measured by laser diffraction, scattering method, or the like.
セラミック層13の厚さは、5μm以上200μm以下であることが好ましく、10μm以上100μm以下であることがより好ましい。セラミック層13の厚さが5μm未満であると、十分なプラズマ耐性が得られない。セラミック層13の厚さが200μmを超えると、熱伝導が下がる。
The thickness of the
<凸部14>
セラミック層15は、セラミック粒子と樹脂バインダーとを含有する。
セラミック層15を構成するセラミック粒子としては、前記セラミック層13で挙げられた形状、材質を有するセラミック粒子を使用することができる。
セラミック層15がセラミック粒子と樹脂バインダーとを含有した樹脂層であるから、含まれる樹脂バインダーにより密着性が高く、耐電圧が高い静電チャック装置を得ることができる。
<
As the ceramic particles constituting the
Since the
セラミック層15を構成するセラミック粒子の平均一次粒径が、0.1μm以上50μm以下であることが好ましく、0.1μm以上10μm以下であることがより好ましく、0.1μm以上1μm以下であることがさらに好ましい。セラミック粒子の平均一次粒子径が前記範囲内であると、小粒径粒子による成膜が可能となり、セラミック粒子間がより密になることで、密着性が高く熱伝導率が良好な静電チャック装置を得ることができる。
セラミック層15を構成するセラミック粒子の平均一次粒子径の測定方法は、レーザー回折・散乱法で行うことができる。
The average primary particle size of the ceramic particles constituting the
The average primary particle diameter of the ceramic particles constituting the
上記セラミック層15における樹脂バインダーとしては、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、スチレン系ブロック共重合体、ポリアミド樹脂、ポリアクリルアミド樹脂、アクリル樹脂、アクリロニトリル-ブタジエン共重合体、ポリエステル樹脂、ポリイミド樹脂、シリコーン樹脂、アミン化合物、ビスマレイミド化合物等から選択される1種または2種以上の樹脂を挙げることができる。
セラミック層15は、樹脂バインダー100質量部に対して、セラミック粒子が100質量部~10000質量部、好ましくは300質量部~4000質量部、更に好ましくは500質量部~2000質量部含有することができる。
Examples of the resin binder in the
The
セラミック層15の厚さは、特に限定されない。セラミック層15の厚さは、5μm以上200μm以下であることが好ましく、10μm以上100μm以下であることがより好ましい。セラミック層15の厚さが前記下限値以上であると、絶縁性を確保することができる。セラミック層15の厚さが前記上限値以下であると、電極12による十分な吸着力が発生する。
The thickness of the
セラミック膜16は、複数のセラミック粒子21と複数の金属酸化物22とを含むセラミック組成物から構成される。本実施形態の静電チャック装置10では、セラミック粒子21間の少なくとも一部が金属酸化物22を介して結着している。すなわち、図2に示すように、セラミック膜16に含まれる1つのセラミック粒子21(21A)が、金属酸化物22を介して他のセラミック粒子21と結着している。また、セラミック膜16に含まれる1つのセラミック粒子21(21C)が、金属酸化物22(22A)を介して他のセラミック粒子21(21B)と結着している。また、セラミック膜16に含まれる1つのセラミック粒子21(21B)が、金属酸化物22(22B)を介して他のセラミック粒子21と結着している。1つのセラミック粒子21は、1つ以上の金属酸化物22と接し、それぞれの金属酸化物22を介して、1つの以上の他のセラミック粒子21と結合していてもよい。また、セラミック粒子21は他のセラミック粒子21と接していてもよい。
The
セラミック膜16の厚さ(セラミック層15の一方の面15aを基準とする高さ)は、1μm以上80μm以下であることが好ましく、5μm以上50μm以下であることがより好ましい。セラミック膜16の厚さが前記下限値以上であると、十分な耐プラズマ性および耐電圧性を示す。セラミック膜16の厚さが前記上限値以下であると、十分な吸着力が発生する。
The thickness of the ceramic film 16 (height based on one
セラミック膜16の表面(上面)16aの算術平均粗さ(Ra)は、0.05μm以上0.5μm以下であることが好ましい。セラミック膜16の表面16aの算術平均粗さ(Ra)が前記範囲内であると、被吸着体を良好に吸着することができる。セラミック膜16の表面16aの算術平均粗さ(Ra)が大きくなると、被吸着体とセラミック膜16との接触面積が小さくなるため、吸着力も小さくなる。
The arithmetic mean roughness (Ra) of the surface (upper surface) 16a of the
セラミック膜16の表面16aの算術平均粗さ(Ra)は、JIS B0601-1994に規定される方法に準拠して測定することができる。
The arithmetic mean roughness (Ra) of the
セラミック膜16におけるセラミック粒子21と金属酸化物22との含有量の比率は、質量で、セラミック粒子21:金属酸化物22が80:20~98:2であることが好ましく、90:10~96:4であることがより好ましい。セラミック粒子21と金属酸化物22との含有量の比率が前記範囲内であると、セラミック粒子21間を金属酸化物22で良好に結着することができる。
The content ratio of the
<セラミック粒子21>
セラミック粒子21としては、特に限定されない。
セラミック粒子21の形状としては、例えば、球状、真球状、無定形、針状、繊維状、板状等が挙げられる。これらの形状のセラミック粒子21は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
<
The
Examples of the shape of the
セラミック粒子21の材質としては、例えば、酸化物系セラミックス、非酸化物系セラミックス、およびこれらの複合セラミックス等を主体として構成されるセラミック粒子等が挙げられる。
Examples of the material of the
酸化物系セラミックスとしては、例えば、アルミナ(酸化アルミニウム、Al2O3)、ジルコニア(酸化ジルコニウム、ZrO2)、イットリア(酸化イットリウム、Y2O3)、タルク(含水珪酸マグネシウム、Mg3Si4O10(OH)10)、ヘマタイト(酸化鉄(III)、Fe2O3)、クロミア(酸化クロム(III)、Cr2O3)、チタニア(酸化チタン(IV)、Ti2O)、マグネシア(酸化マグネシウム、MgO)、シリカ(二酸化ケイ素、SiO2)、カルシア(酸化カルシウム、CaO)、セリア(酸化セリウム(IV)、CeO2)、酸化スズ(SnO2)、酸化亜鉛(ZnO)、ステアタイト(メタ珪酸マグネシウム、MgO・SiO2)、コーディエライト(2MgO・2Al2O3・5SiO2)、ムライト(3Al2O3・2SiO2)、フェライト(MnFe2O4)、スピネル(MgAl2O4)、ジルコン(ZrSiO4)、チタン酸バリウム(BaTiO3)、チタン酸鉛(PbTiO3)、フォルステライト(Mg2SiO4)、リンドープ酸化スズ(PTO)、アンチモンドープ酸化スズ(ATO)、スズドープ酸化インジウム(ITO)等が挙げられる。
酸化物系セラミックスは、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
Examples of oxide ceramics include alumina (aluminum oxide, Al 2 O 3 ), zirconia (zirconium oxide, ZrO 2 ), yttria (yttrium oxide, Y 2 O 3 ), and talc (hydrated magnesium silicate, Mg 3 Si 4 ) . O 10 (OH) 10 ), hematite (iron (III) oxide, Fe 2 O 3 ), chromia (chromium (III) oxide, Cr 2 O 3 ), titania (titanium (IV) oxide, Ti 2 O), magnesia (magnesium oxide, MgO), silica (silicon dioxide, SiO 2 ), calcia (calcium oxide, CaO), ceria (cerium (IV) oxide, CeO 2 ), tin oxide (SnO 2 ), zinc oxide (ZnO), stair tight (magnesium metasilicate, MgO・SiO 2 ), cordierite (2MgO・2Al 2 O 3・5SiO 2 ), mullite (3Al 2 O 3・2SiO 2 ), ferrite (MnFe 2 O 4 ), spinel (MgAl 2 O 4 ), zircon (ZrSiO 4 ), barium titanate (BaTiO 3 ), lead titanate (PbTiO 3 ), forsterite (Mg 2 SiO 4 ), phosphorus-doped tin oxide (PTO), antimony-doped tin oxide (ATO), Examples include tin-doped indium oxide (ITO).
One type of oxide ceramic may be used alone, or two or more types may be used in combination.
非酸化物系セラミックスとしては、例えば、窒化物セラミックス、炭化物系セラミックス、硼化物系セラミックス、珪化物系セラミックス、リン酸化合物等が挙げられる。
窒化物セラミックスとしては、例えば、窒化ホウ素(BN)、窒化チタン(TiN)、窒化ケイ素(Si3N4)、窒化ガリウム(GaN)、窒化アルミニウム(AlN)、窒化炭素(CNx)、サイアロン(Si3N4-AlN-Al2O3固溶体)等が挙げられる。
炭化物系セラミックスとしては、例えば、タングステンカーバイド(WC)、クロムカーバイド(CrC)、炭化バナジウム(VC)、炭化ニオブ(NbC)、炭化モリブデン(MoC)、炭化タンタル(TaC)、炭化チタン(TiC)、炭化ジルコニウム(ZrC)、炭化ハフニウム(HfC)、炭化ケイ素(SiC)、炭化ホウ素(B4C)等が挙げられる。
硼化物系セラミックスとしては、例えば、ホウ化モリブデン(MoB)、ホウ化クロム(CrB2)、ホウ化ハフニウム(HfB2)、ホウ化ジルコニウム(ZrB2)、ホウ化タンタル(TaB2)、ホウ化チタン(TiB2)等が挙げられる。
珪化物系セラミックスとしては、例えば、酸化ジルコニウムシリケート、酸化ハフニウムシリケート、酸化チタンシリケート、酸化ランタンシリケート、酸化イットリウムシリケート、酸化チタンシリケート、酸化タンタルシリケート、酸窒化タンタルシリケート等が挙げられる。
リン酸化合物としては、例えば、ハイドロキシアパタイト、リン酸カルシウム等が挙げられる。
非酸化物系セラミックスは、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
Examples of non-oxide ceramics include nitride ceramics, carbide ceramics, boride ceramics, silicide ceramics, and phosphoric acid compounds.
Examples of nitride ceramics include boron nitride (BN), titanium nitride (TiN), silicon nitride (Si 3 N 4 ), gallium nitride (GaN), aluminum nitride (AlN), carbon nitride (CN x ), and sialon ( Si 3 N 4 -AlN-Al 2 O 3 solid solution) and the like.
Examples of carbide ceramics include tungsten carbide (WC), chromium carbide (CrC), vanadium carbide (VC), niobium carbide (NbC), molybdenum carbide (MoC), tantalum carbide (TaC), titanium carbide (TiC), Examples include zirconium carbide (ZrC), hafnium carbide (HfC), silicon carbide (SiC), and boron carbide (B 4 C).
Examples of boride ceramics include molybdenum boride (MoB), chromium boride (CrB 2 ), hafnium boride (HfB 2 ), zirconium boride (ZrB 2 ), tantalum boride (TaB 2 ), and boride. Examples include titanium (TiB 2 ).
Examples of the silicide ceramics include zirconium silicate oxide, hafnium silicate oxide, titanium silicate oxide, lanthanum silicate, yttrium silicate oxide, titanium silicate, tantalum silicate oxide, and tantalum oxynitride silicate.
Examples of the phosphoric acid compound include hydroxyapatite, calcium phosphate, and the like.
One type of non-oxide ceramics may be used alone, or two or more types may be used in combination.
セラミック粒子21は、アルミナ、マグネシア、イットリア、ジルコニア、シリカおよび酸化亜鉛からなる群から選択される少なくとも1種であることが好ましい。セラミック粒子21が前記の群から選択される少なくとも1種の化合物であると、プラズマ耐性が向上する。
The
セラミック粒子21の平均一次粒子径は、0.1μm以上50μm以下であることが好ましく、0.1μm以上10μm以下であることがより好ましく、0.1μm以上1μm以下であることがさらに好ましい。セラミック粒子21の平均一次粒子径が前記範囲内であると、凸部14の空隙が減少し、凸部14の耐電圧が向上する。
The average primary particle diameter of the
セラミック粒子21の平均一次粒子径の測定は、レーザー回折・散乱法で行うことができる。
The average primary particle diameter of the
セラミック膜16におけるセラミック粒子21の含有量は、セラミック膜16の全質量100質量%中、80質量%以上98質量%以下であることが好ましく、90質量%以上96質量%以下であることがより好ましい。セラミック粒子21の含有量が前記下限値未満であると、粘度が低くなりすぎてマスク印刷によるドット形成は難しくなりやすい。セラミック粒子21の含有量が前記上限値を超えると、セラミック粒子21間を結着しにくく、欠けが発生しやすい。
The content of the
<金属酸化物22>
金属酸化物22は、有機金属化合物(Metal Orgnic Compound)の熱処理によって有機成分が分解除去されると共に、有機金属化合物を構成する金属が酸化されることによって得られた金属酸化物である。
金属酸化物22としては、例えば、金、銀、白金、パラジウム、イリジウム、ロジウム、ルテニウム、鉛、ビスマス、ケイ素、クロム、コバルト、ニッケル、鉄、ホウ素、アンチモン、カドミウム、バナジウム、アルミニウム、カルシウム、マグネシウム、マンガン、亜鉛、ジルコニウム、バリウム、ストロンチウム、イットリウム、ランタン等の酸化物が挙げられる。
金属酸化物22の具体例としては、酸化アルミニウム、酸化イットリウム、酸化マグネシウム、酸化ニッケル、酸化亜鉛等が挙げられる。
金属酸化物22は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
<
The
Examples of the
Specific examples of the
One type of
金属酸化物22は、アルミニウムの酸化物、イットリウムの酸化物、マグネシウムの酸化物からなる群から選択される少なくとも1種であることが好ましい。すなわち、金属酸化物22は、アルミナ(酸化アルミニウム、Al2O3)、イットリア(酸化イットリウム、Y2O3)、マグネシア(酸化マグネシウム、MgO)であることが好ましい。金属酸化物22がイットリア(酸化イットリウム、Y2O3)、マグネシア(酸化マグネシウム、MgO)であると、よりプラズマ耐性が向上する。
The
セラミック膜16における金属酸化物22の含有量は、セラミック膜16の全質量100質量%中、2質量%以上20質量%以下であることが好ましく、4質量%以上10質量%以下であることがより好ましい。金属酸化物22の含有量が前記下限値未満であると、セラミック粒子21間の結着ができずに、凸部の強度が確保できにくくなる。金属酸化物22の含有量が前記上限値を超えると、ドットの形成は困難になりやすい。
The content of the
セラミック膜16は、セラミック粒子21と金属酸化物22以外の成分を含んでいてもよい。セラミック粒子21と金属酸化物22以外の成分としては、例えば、樹脂等が挙げられる。樹脂を含むことで凸部強度が向上したり、耐電圧が向上したりする。
The
本実施形態の静電チャック装置10によれば、プラズマ耐性に優れ、かつ機械的強度が高い静電チャック装置を提供することができる。
According to the
[静電チャック装置の製造方法]
以下、図1を参照して、本実施形態の静電チャック装置の製造方法を説明する。
[Manufacturing method of electrostatic chuck device]
Hereinafter, with reference to FIG. 1, a method for manufacturing the electrostatic chuck device of this embodiment will be described.
「塗料を調製する工程(塗料調製工程)」
本実施形態の静電チャック装置の製造方法は、セラミック粒子および金属レジネートを含有する塗料を調製する塗料調製工程を有していてもよい。
セラミック粒子としては、上記のものが用いられる。
"Paint preparation process (paint preparation process)"
The method for manufacturing an electrostatic chuck device of this embodiment may include a paint preparation step of preparing a paint containing ceramic particles and metal resinate.
As the ceramic particles, those mentioned above are used.
塗料におけるセラミック粒子の含有量は、塗料の全質量100質量%中、20質量%以上80質量%以下であることが好ましく、40質量%以上70質量%以下であることがより好ましい。セラミック粒子の含有量が前記下限値未満であると、凸部強度が低くなり、凸部の欠けが発生し、パーティクル発生の原因となりやすい。セラミック粒子の含有量が前記上限値を超えると、塗料の粘度が高くなり、塗工が困難になりやすい。 The content of ceramic particles in the paint is preferably 20% by mass or more and 80% by mass or less, more preferably 40% by mass or more and 70% by mass or less, based on 100% by mass of the total mass of the paint. If the content of ceramic particles is less than the lower limit, the strength of the convex portions will be low, and the convex portions will be likely to chip, resulting in generation of particles. When the content of ceramic particles exceeds the above upper limit, the viscosity of the coating material becomes high and coating tends to become difficult.
塗料における金属レジネートの含有量は、塗料の全質量100質量%中、20質量%以上80質量%以下であることが好ましく、30質量%以上60質量%以下であることがより好ましい。金属レジネートの含有量が前記下限値未満であると、塗料の粘度が高くなり、塗工が困難になる。金属レジネートの含有量が前記上限値を超えると、凸部中にバルクが生じ、強度が下がる。これによって凸部の欠けが生じやすくなり、パーティクル発生の原因となる。 The content of metal resinate in the paint is preferably 20% by mass or more and 80% by mass or less, more preferably 30% by mass or more and 60% by mass or less, based on 100% by mass of the total mass of the paint. If the content of the metal resinate is less than the lower limit, the viscosity of the paint becomes high and coating becomes difficult. When the content of metal resinate exceeds the above upper limit, bulk is generated in the convex portions and the strength is reduced. This tends to cause chipping of the convex portions, which causes particles to be generated.
塗料におけるセラミック粒子と金属レジネートの含有量の比率は、質量比で、セラミック粒子:金属レジネートが2:8~8:2であることが好ましく、4:6~6:4であることがより好ましい。セラミック粒子と金属レジネートの含有量の比率が前記範囲内であると、セラミック粒子間を金属酸化物で結着することができる。 The content ratio of ceramic particles and metal resinate in the paint is preferably ceramic particles: metal resinate in a mass ratio of 2:8 to 8:2, more preferably 4:6 to 6:4. . When the content ratio of the ceramic particles and the metal resinate is within the above range, the metal oxide can bond between the ceramic particles.
<金属レジネート>
金属レジネートは、有機金属化合物を含む液状物またはペースト状物である。金属レジネートは、熱処理することにより有機成分が酸化分解して除去されると共に、有機金属化合物を構成する金属が酸化されることによって、高純度の金属酸化物を生成するものである。得られた金属酸化物は、極めて薄い金属膜を形成している。金属レジネートを用いることにより、例えば、厚さが0.1μm以上0.6μm以下程度の金属膜が得られる。この金属膜が、セラミック粒子間の少なくとも一部を結着してセラミック膜を形成する。
<Metal resinate>
Metal resinates are liquids or pastes containing organometallic compounds. Metal resinates are heat-treated to remove organic components through oxidative decomposition and oxidize metals constituting the organometallic compound, thereby producing highly pure metal oxides. The obtained metal oxide forms an extremely thin metal film. By using metal resinate, for example, a metal film having a thickness of about 0.1 μm or more and 0.6 μm or less can be obtained. This metal film binds at least some of the ceramic particles to form a ceramic film.
金属レジネートは、下記の金属成分のハロゲン化物、硝酸塩、酢酸塩または酸化物等と、カルボン酸、アビエチン酸の多核脂肪酸またはアビエチン酸を主成分とするガムロジン等とを反応させて合成したものである。カルボン酸としては、脂肪族カルボン酸、環式脂肪族カルボン酸、芳香族カルボン酸等が用いられる。 Metal resinates are synthesized by reacting the following metal components such as halides, nitrates, acetates, or oxides with carboxylic acids, polynuclear fatty acids such as abietic acid, or gum rosin whose main component is abietic acid. . As the carboxylic acid, aliphatic carboxylic acid, cycloaliphatic carboxylic acid, aromatic carboxylic acid, etc. are used.
金属成分としては、例えば、金、銀、白金、パラジウム、イリジウム、ロジウム、ルテニウム、鉛、ビスマス、ケイ素、クロム、コバルト、ニッケル、鉄、ホウ素、アンチモン、カドミウム、バナジウム、アルミニウム、カルシウム、マグネシウム、マンガン、亜鉛、ジルコニウム、バリウム、ストロンチウム、イットリウム、ランタン等が挙げられる。
金属成分は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
Examples of metal components include gold, silver, platinum, palladium, iridium, rhodium, ruthenium, lead, bismuth, silicon, chromium, cobalt, nickel, iron, boron, antimony, cadmium, vanadium, aluminum, calcium, magnesium, and manganese. , zinc, zirconium, barium, strontium, yttrium, lanthanum, etc.
One type of metal component may be used alone, or two or more types may be used in combination.
<溶媒>
上記の塗料には、溶媒を混合することが好ましい。溶媒としては、例えば、アルコール類、ケトン類、エステル類、炭化水素類、エーテル類等が挙げられる。
アルコール類としては、例えば、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール等が挙げられる。
ケトン類としては、例えば、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン等が挙げられる。
エステル類としては、例えば、酢酸エチル、酢酸プロピル、酢酸ブチル等が挙げられる。
炭化水素類としては、例えば、トルエン、キシレン等が挙げられる。
エーテル類としては、例えば、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、ブチルセロソルブ、テトラヒドロフラン等が挙げられる。
<Solvent>
It is preferable to mix a solvent with the above paint. Examples of the solvent include alcohols, ketones, esters, hydrocarbons, and ethers.
Examples of alcohols include methanol, ethanol, propanol, butanol, and the like.
Examples of ketones include methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, and cyclohexanone.
Examples of esters include ethyl acetate, propyl acetate, butyl acetate, and the like.
Examples of hydrocarbons include toluene and xylene.
Examples of the ethers include methyl cellosolve, ethyl cellosolve, butyl cellosolve, and tetrahydrofuran.
<他の成分>
上記の塗料には、セラミック粒子、金属レジネート、溶媒以外の成分を含んでいてもよい。セラミック粒子、金属レジネート、溶媒以外の成分としては、例えば、分散剤、界面活性剤等が挙げられる。
<Other ingredients>
The above paint may contain components other than the ceramic particles, metal resinate, and solvent. Components other than the ceramic particles, metal resinate, and solvent include, for example, dispersants, surfactants, and the like.
塗料の調製方法としては、例えば、セラミック粒子、金属レジネートおよび溶媒を攪拌、混合する方法が挙げられる。混合方法としては、例えば、自転公転式攪拌機、ホモジナイザー、高圧ジェットミル、超音波等の攪拌機を用いた混合方法が用いられる。 Examples of methods for preparing the paint include a method of stirring and mixing ceramic particles, metal resinate, and a solvent. As a mixing method, for example, a mixing method using a stirrer such as a rotation-revolution type stirrer, a homogenizer, a high-pressure jet mill, or an ultrasonic stirrer is used.
「電極を形成する工程(電極形成工程)」
本実施形態の静電チャック装置の製造方法は、基台11の一方の面(上面)11aに、電極12を形成する電極形成工程を有していてもよい。
電極形成工程では、基台11の一方の面11aに、銅等の金属を蒸着して、金属の薄膜(金属薄膜)を形成する。その後、エッチングを行って、金属の薄膜を所定の形状にパターニングして、電極12を形成する。
"Process of forming electrodes (electrode formation process)"
The method for manufacturing the electrostatic chuck device of this embodiment may include an electrode forming step of forming the
In the electrode forming step, a metal such as copper is deposited on one
「セラミック層13を形成する工程(セラミック層13形成工程)」
本実施形態の静電チャック装置の製造方法は、基台11の一方の面(上面)11a上において、電極12を覆うようにセラミック層13を形成するセラミック層13形成工程を有していてもよい。
"Step of forming ceramic layer 13 (
The method for manufacturing an electrostatic chuck device of this embodiment may include a
セラミック層13がセラミック焼結体である場合、まず、基台11の一方の面(上面)11a上において、電極12を覆うように接着剤を塗工して接着層(図示略)を形成する。
次いで、接着層を介して、基台11の一方の面(上面)11a上において、電極12を覆うようにセラミック焼結体を積層する。
When the
Next, a ceramic sintered body is laminated on one surface (upper surface) 11a of the
セラミック層13がセラミック溶射体である場合、基台11の一方の面(上面)11a上において、電極12を覆うように、上記の材料を溶射してセラミック溶射体を形成する。溶射によりセラミック溶射体を形成する方法としては、プラズマ溶射法等が用いられる。
When the
「セラミック層15を形成する工程(セラミック層15形成工程)」
セラミック層15形成工程では、セラミック層13の一方の面(上面)13aに所定の凸部14の形状を有するマスキングシートを配置した状態で、樹脂バインダーを含有するセラミック粒子を塗工して形成する。その後、マスキングシートを除去し、加熱乾燥・硬化させることにより、凸部14の形状のセラミック層15を得ることができる。
セラミック層15は塗工で形成することができるため、厚膜作製が可能で、一回の塗工で作製することが可能となり、セラミック溶射法やセラミック焼結法よりも作製時間を短縮できる。
"Step of forming ceramic layer 15 (
In the
Since the
上記スラリーの塗工方法としては、例えば、スプレー、グラビアコーター、ロールコーター、ブレードコーター、エアナイフコーター、ロッドコーター等の塗工装置を用いた塗工方法や、ディップ塗工、またオフセット印刷、スクリーン印刷等の印刷方法等が用いられる。 Coating methods for the above slurry include, for example, coating methods using coating equipment such as spray, gravure coater, roll coater, blade coater, air knife coater, and rod coater, dip coating, offset printing, and screen printing. Printing methods such as the following are used.
スラリーの塗工膜の厚さは、1μm以上200μm以下であることが好ましく、10μm以上50μm以下であることがより好ましい。塗工膜の厚さが前記下限値以上であると、加熱工程を経て得られるセラミック層が十分な耐プラズマ性および耐電圧性を示す。塗工膜の厚さが前記上限値以下であると、加熱工程を経て得られるセラミック層が十分な吸着力を発生する。 The thickness of the coating film of the slurry is preferably 1 μm or more and 200 μm or less, more preferably 10 μm or more and 50 μm or less. When the thickness of the coating film is equal to or greater than the lower limit, the ceramic layer obtained through the heating step exhibits sufficient plasma resistance and voltage resistance. When the thickness of the coating film is below the upper limit value, the ceramic layer obtained through the heating process will generate sufficient adsorption force.
スラリーの塗工膜における加熱方式としては、熱方式、プラズマ加熱、赤外線方式、ランプ方式等が挙げられる。スラリーの塗工膜における加熱温度および加熱時間は、例えば、次のようにする。塗工膜を100℃以上150℃以下で1分間以上10分間以下加熱して乾燥し、塗工膜に含まれる溶媒を除去する。その後、塗工膜を100℃以上300℃以下で30分間以上2時間以下加熱することによって、セラミック層15を得る。
Examples of the heating method for the slurry coating include a thermal method, plasma heating, an infrared method, and a lamp method. The heating temperature and heating time for the slurry coating film are, for example, as follows. The coated film is dried by heating at 100° C. or higher and 150° C. or lower for 1 minute or more and 10 minutes or less to remove the solvent contained in the coated film. Thereafter, the
「セラミック膜16の塗工工程」
セラミック膜16の塗工工程では、セラミック層15の一方の面(上面)15a及び他の一方の面(側面)15bに、上記の塗料を塗工して塗工膜を形成する。具体的には、セラミック層15の一方の面(上面)15a、セラミック層15の他の一方の面(側面)15b及びセラミック層13の一方の面(上面)13aを塗工する。
"Coating process of
In the coating process of the
塗料の塗工方法としては、例えば、スプレー、グラビアコーター、ロールコーター、ブレードコーター、エアナイフコーター、ロッドコーター等の塗工装置を用いた塗工方法や、ディップ塗工、またオフセット印刷、スクリーン印刷等の印刷方法等が用いられる。 Examples of coating methods include coating methods using coating equipment such as spray, gravure coater, roll coater, blade coater, air knife coater, and rod coater, dip coating, offset printing, screen printing, etc. The following printing methods are used.
塗工膜の厚さは、1μm以上80μm以下であることが好ましく、5μm以上50μm以下であることがより好ましい。塗工膜の厚さが前記下限値以上であると、加熱工程を経て得られるセラミック膜が十分な耐プラズマ性および耐電圧性を示す。塗工膜の厚さが前記上限値以下であると、加熱工程を経て得られるセラミック膜が十分な吸着力を発生する。 The thickness of the coating film is preferably 1 μm or more and 80 μm or less, more preferably 5 μm or more and 50 μm or less. When the thickness of the coating film is equal to or greater than the lower limit, the ceramic film obtained through the heating step exhibits sufficient plasma resistance and voltage resistance. When the thickness of the coating film is less than or equal to the upper limit value, the ceramic film obtained through the heating process will generate sufficient adsorption force.
「加熱工程」
加熱工程では、塗工工程でセラミック層15上に形成した塗工膜を加熱する。これにより、セラミック層15の一方の面(上面)15aに、上述のセラミック粒子と金属酸化物とを含有するセラミック膜16が形成される。
"Heating process"
In the heating step, the coating film formed on the
塗工膜の加熱方式としては、熱方式、プラズマ加熱、赤外線方式、ランプ方式等が挙げられる。これらの加熱方法に紫外線照射を加えることで、より低温で有機分を除去し、金属酸化膜をえることができる。 Examples of heating methods for the coating film include thermal methods, plasma heating, infrared rays, and lamp methods. By adding ultraviolet irradiation to these heating methods, organic components can be removed at lower temperatures and a metal oxide film can be obtained.
塗工膜の加熱温度および加熱時間は、例えば、次のようにする。塗工膜を100℃以上150℃以下で1分間以上10分間以下加熱して乾燥し、塗工膜に含まれる溶媒を除去する。その後、塗工膜を500℃以上700℃以下で30分間以上2時間以下加熱することによって、セラミック膜を得る。紫外線照射によりレジネート中の有機物を分解しやすい状態にしておくことで、より低温(400℃以下)で加熱処理することもできる。 The heating temperature and heating time of the coating film are, for example, as follows. The coated film is dried by heating at 100° C. or higher and 150° C. or lower for 1 minute or more and 10 minutes or less to remove the solvent contained in the coated film. Thereafter, a ceramic film is obtained by heating the coating film at a temperature of 500° C. or more and 700° C. or less for 30 minutes or more and 2 hours or less. Heat treatment can also be performed at a lower temperature (400° C. or lower) by making the organic matter in the resinate easily decomposable by irradiation with ultraviolet rays.
また、本実施形態の静電チャック装置の製造方法では、加熱工程を経て得られた凸部の表面16aを研磨する研磨工程を有していてもよい。
研磨工程により、凸部14の表面16aを、上記の算術平均粗さ(Ra)の範囲内となるように研磨することにより、セラミック膜の吸着力を向上することができる。
Further, the method for manufacturing an electrostatic chuck device of this embodiment may include a polishing step of polishing the
By polishing the
本実施形態のセラミック膜の製造方法によれば、プラズマ耐性に優れ、かつ密着性が高い凸部を有する静電チャック装置を提供することができる。 According to the method for manufacturing a ceramic film of the present embodiment, it is possible to provide an electrostatic chuck device having a convex portion with excellent plasma resistance and high adhesion.
<他の実施形態>
なお、本発明は、上記の実施形態に限定するものではない。
<Other embodiments>
Note that the present invention is not limited to the above embodiments.
例えば、図3に示すような第1の変形例に係る静電チャック装置100、図4に示すような第2の変形例に係る静電チャック装置200を採用してもよい。なお、変形例に係る静電チャック装置100,200では、前記実施形態における構成要素と同一の部分については同一の符号を付し、その説明を省略し、異なる点についてのみ説明する。
For example, an
[第1の変形例]
図3に示す第1の変形例に係る静電チャック装置100は、基台11と、電極12と、セラミック層13と、凸部14と、第1の接着層110と、第1の絶縁性有機フィルム120と、第2の接着層130と、を備える。第1の絶縁性有機フィルム120は、第1の接着層110を介して、基台11の一方の面(上面)11aに貼着されている。電極12は、第1の絶縁性有機フィルム120の一方の面(上面)120aに形成されている。セラミック層13は、第1の絶縁性有機フィルム120の一方の面(上面)120a上において、電極12を覆うように、すなわち、電極12の一方の面(上面)12aおよび側面12bを覆うように形成された第2の接着層130を介して、電極12上に形成されている。凸部14は、セラミック層13の一方の面(上面)13aに形成されている。
[First modification]
An
<接着層>
第1の接着層110および第2の接着層130を構成する接着剤としては、例えば、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、スチレン系ブロック共重合体、ポリアミド樹脂、アクリロニトリル-ブタジエン共重合体、ポリエステル樹脂、ポリイミド樹脂、シリコーン樹脂、アミン化合物、ビスマレイミド化合物等からなる群から選択される少なくとも1種の樹脂を主成分とする接着剤が挙げられる。
<Adhesive layer>
Examples of the adhesive constituting the first
エポキシ樹脂としては、例えば、ビスフェノール型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、グリシジルエーテル型エポキシ樹脂、グリシジルエステル型エポキシ樹脂、グリシジルアミン型エポキシ樹脂、トリヒドロキシフェニルメタン型エポキシ樹脂、テトラグリシジルフェノールアルカン型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂、ジグリシジルジフェニルメタン型エポキシ樹脂、ジグリシジルビフェニル型エポキシ樹脂等の2官能基または多官能エポキシ樹脂等が挙げられる。これらの中でも、ビスフェノール型エポキシ樹脂が好ましい。ビスフェノール型エポキシ樹脂の中でも、ビスフェノールA型エポキシ樹脂が特に好ましい。また、エポキシ樹脂を主成分とする場合、接着剤には、必要に応じて、イミダゾール類、第3アミン類、フェノール類、ジシアンジアミド類、芳香族ジアミン類、有機過酸化物等のエポキシ樹脂用の硬化剤や硬化促進剤を配合することもできる。 Examples of the epoxy resin include bisphenol type epoxy resin, phenol novolac type epoxy resin, cresol novolac type epoxy resin, glycidyl ether type epoxy resin, glycidyl ester type epoxy resin, glycidylamine type epoxy resin, trihydroxyphenylmethane type epoxy resin, Examples include difunctional or polyfunctional epoxy resins such as tetraglycidylphenolalkane epoxy resins, naphthalene epoxy resins, diglycidyl diphenylmethane epoxy resins, and diglycidyl biphenyl epoxy resins. Among these, bisphenol type epoxy resins are preferred. Among bisphenol type epoxy resins, bisphenol A type epoxy resins are particularly preferred. In addition, when using an epoxy resin as the main component, the adhesive may contain epoxy resin additives such as imidazoles, tertiary amines, phenols, dicyandiamides, aromatic diamines, and organic peroxides, as necessary. A curing agent or curing accelerator can also be blended.
フェノール樹脂としては、例えば、アルキルフェノール樹脂、p-フェニルフェノール樹脂、ビスフェノールA型フェノール樹脂等のノボラックフェノール樹脂、レゾールフェノール樹脂、ポリフェニルパラフェノール樹脂等が挙げられる。 Examples of the phenolic resin include alkylphenol resin, p-phenylphenol resin, novolak phenol resin such as bisphenol A type phenol resin, resol phenol resin, and polyphenyl paraphenol resin.
スチレン系ブロック共重合体としては、例えば、スチレン-ブタジエン-スチレンブロック共重合体(SBS)、スチレン-イソプレン-スチレンブロック共重合体(SIS)、スチレン-エチレン-プロピレン-スチレン共重合体(SEPS)等が挙げられる。 Examples of the styrene block copolymer include styrene-butadiene-styrene block copolymer (SBS), styrene-isoprene-styrene block copolymer (SIS), and styrene-ethylene-propylene-styrene copolymer (SEPS). etc.
第1の接着層110の厚さは、特に限定されない。第1の接着層110の厚さは、1μm以上100μm以下であることが好ましく、5μm以上20μm以下であることがより好ましい。第1の接着層110の厚さが前記下限値未満であると、耐電圧が低下しやすい。第1の接着層110の厚さが前記上限値を超えると、熱伝導が悪くなりやすい。
The thickness of the first
第2の接着層130の厚さは、特に限定されない。第2の接着層130の厚さは、5μm以上200μm以下であることが好ましく、10μm以上50μm以下であることがより好ましい。第1の接着層110の厚さが前記下限値未満であると、耐電圧が低下しやすい。第2の接着層130の厚さが前記上限値を超えると、熱伝導が悪くなりやすい。
第1の接着層110と第2の接着層130は、材質や厚さが同じであってもよいし、異なっていてもよい。
The thickness of the second
The first
<第1の絶縁性有機フィルム120>
第1の絶縁性有機フィルム120を構成する材料としては、特に限定されず、例えば、ポリエチレンテレフタレート等のポリエステル類、ポリエチレン等のポリオレフィン類、ポリイミド、ポリアミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルサルフォン、ポリフェニレンサルファイド、ポリエーテルケトン、ポリエーテルイミド、トリアセチルセルロース、シリコーンゴム、ポリテトラフルオロエチレン等が挙げられる。これらの中でも、絶縁性に優れることから、ポリエステル類、ポリオレフィン類、ポリイミド、シリコーンゴム、ポリエーテルイミド、ポリエーテルサルフォン、ポリテトラフルオロエチレンが好ましく、ポリイミドがより好ましい。ポリイミドフィルムとして、例えば、東レ・デュポン社製のカプトン(商品名)、宇部興産社製のユーピレックス(商品名)等が用いられる。
<First insulating
The material constituting the first insulating
第1の絶縁性有機フィルム120の厚さは、特に限定されない。第1の絶縁性有機フィルム120の厚さは、10μm以上100μm以下であることが好ましく、25μm以上50μm以下であることがより好ましい。第1の絶縁性有機フィルム120の厚さが前記下限値以上であると、絶縁性を確保することができる。第1の絶縁性有機フィルム120の厚さが前記上限値以下であると、電極12による十分な吸着力が発生する。
The thickness of the first insulating
第1の変形例の静電チャック装置100によれば、プラズマ耐性に優れ、かつ密着性が高い凸部を有する静電チャック装置を提供することができる。
According to the
[第1の変形例の静電チャック装置の製造方法]
第1の変形例の静電チャック装置の製造方法は、基台11の一方の面(上面)に、第1の接着層110を介して第1の絶縁性有機フィルム120を積層する工程(以下、「絶縁性有機フィルム120積層工程」という)と、第1の絶縁性有機フィルム120の一方の面(上面)に電極12を形成する工程(電極形成工程)と、電極12の一方の面(上面)に、第2の接着層130を介してセラミック層13を形成する工程(セラミック層13形成工程)と、セラミック層13の一方の面(上面)に、セラミック層15を形成する工程(セラミック層15形成工程)と、上記の塗料を塗工して塗工膜を形成する工程(セラミック膜16の塗工工程)と、塗工膜を加熱する工程(加熱工程)と、を有する。
以下、図3を参照して、第1の変形例の静電チャック装置の製造方法を説明する。
[Method for manufacturing electrostatic chuck device of first modification]
The method for manufacturing the electrostatic chuck device of the first modification includes the step of laminating a first insulating
Hereinafter, with reference to FIG. 3, a method for manufacturing the electrostatic chuck device of the first modification will be described.
「塗料調製工程」
本実施形態の静電チャック装置の製造方法は、上述の実施形態の静電チャック装置の製造方法と同様に、セラミック粒子および金属レジネートを含有する塗料を調製する塗料調製工程を有していてもよい。
塗料としては、上述の実施形態の静電チャック装置の製造方法と同様のものが用いられる。
"Paint preparation process"
The method for manufacturing an electrostatic chuck device of this embodiment may include a paint preparation step of preparing a paint containing ceramic particles and metal resinate, similar to the method for manufacturing an electrostatic chuck device of the above-described embodiments. good.
As the paint, the same paint as in the manufacturing method of the electrostatic chuck device of the above-described embodiment is used.
「絶縁性有機フィルム120積層工程」
絶縁性有機フィルム120積層工程では、まず、基台11の一方の面(上面)11aに、上記の接着剤を塗工して第1の接着層110を形成する。
"Insulating
In the step of laminating the insulating
基台11の一方の面(上面)11aに対する接着剤の塗工方法としては、例えば、グラビアコーター、ロールコーター、ブレードコーター、エアナイフコーター、ロッドコーター等の塗工装置を用いた塗工方法や、オフセット印刷、スクリーン印刷等の印刷方法等が用いられる。 Examples of the method for applying the adhesive to one surface (upper surface) 11a of the base 11 include a method using a coating device such as a gravure coater, a roll coater, a blade coater, an air knife coater, and a rod coater; Printing methods such as offset printing and screen printing are used.
次いで、第1の接着層110を介して、基台11の一方の面(上面)11aに第1の絶縁性有機フィルム120を積層する。
その後、基台11、第1の接着層110および第1の絶縁性有機フィルム120を含む積層体を所定の温度で所定の時間加熱するか、室温で所定の時間放置することにより、第1の接着層110を硬化させる。
Next, a first insulating
Thereafter, the laminate including the
「電極形成工程」
電極形成工程では、基台11の一方の面(上面)11aに積層した第1の絶縁性有機フィルム120の一方の面(上面)120aに、上述の実施形態の静電チャック装置の製造方法と同様にして、金属の薄膜(金属薄膜)を形成する。その後、エッチングを行って、金属の薄膜を所定の形状にパターニングして、電極12を形成する。
"Electrode formation process"
In the electrode forming step, the electrostatic chuck device manufacturing method of the above-described embodiment is applied to one surface (top surface) 120a of the first insulating
「セラミック層13形成工程」
セラミック層13形成工程では、まず、第1の絶縁性有機フィルム120の一方の面(上面)120a上において、電極12を覆うように、すなわち、電極12の一方の面(上面)12aおよび側面12bを覆うように、上記の接着剤を塗工して第2の接着層130を形成する。
"
In the
第1の絶縁性有機フィルム120の一方の面(上面)120aおよび電極12に対する接着剤の塗工方法としては、上述の第1の接着層110の形成と同様の方法が用いられる。
As a method for applying the adhesive to one surface (upper surface) 120a of the first insulating
次いで、第2の接着層130を介して、第1の絶縁性有機フィルム120の一方の面(上面)120aにセラミック層13を積層する。
その後、基台11、第1の接着層110、第1の絶縁性有機フィルム120、電極12、第2の接着層130およびセラミック層13を含む積層体を所定の温度で所定の時間加熱するか、室温で所定の時間放置することにより、第2の接着層130を硬化させる。
Next, the
Thereafter, the laminate including the
「セラミック層15形成工程」
セラミック層15形成工程では、上述の実施形態の静電チャック装置の製造方法と同様にして、セラミック層13の一方の面(上面)13aに、セラミック層15を形成する。
"
In the
「セラミック膜16の塗工工程」
セラミック膜16の塗工工程では、上述の実施形態の静電チャック装置の製造方法と同様にして、セラミック層15の一方の面(上面)15a、セラミック層15の他の一方の面(側面)15b及びセラミック層13の一方の面(上面)13aに、上記の塗料を塗工して塗工膜を形成する。
"Coating process of
In the coating process of the
「加熱工程」
加熱工程では、上述の実施形態の静電チャック装置の製造方法と同様にして、塗工工程でセラミック層15の一方の面(上面)15a、セラミック層15の他の一方の面(側面)15b及びセラミック層13の一方の面(上面)13aに形成した塗工膜を加熱することによって、凸部14を得る。
"Heating process"
In the heating step, one surface (upper surface) 15a of the
また、本実施形態の静電チャック装置の製造方法では、上述の実施形態のセラミック膜の製造方法と同様に、凸部14の表面16aを研磨する研磨工程を有していてもよい。
Further, the method for manufacturing an electrostatic chuck device according to the present embodiment may include a polishing step of polishing the
第1の変形例の静電チャック装置の製造方法によれば、プラズマ耐性に優れ、かつ密着性が高い凸部を有する静電チャック装置を提供することができる。 According to the method for manufacturing an electrostatic chuck device according to the first modification, it is possible to provide an electrostatic chuck device having a convex portion with excellent plasma resistance and high adhesion.
[第2の変形例]
図4に示す第2の変形例に係る静電チャック装置200は、基台11と、電極12と、凸部14と、第1の接着層110と、第1の絶縁性有機フィルム120と、第2の接着層130と、第2の絶縁性有機フィルム210と、を備える。第1の絶縁性有機フィルム120は、第1の接着層110を介して、基台11の一方の面(上面)11aに貼着されている。電極12は、第1の絶縁性有機フィルム120の一方の面(上面)120aに形成されている。第2の絶縁性有機フィルム210は、第1の絶縁性有機フィルム120の一方の面(上面)120a上において、電極12を覆うように、すなわち、電極12の一方の面(上面)12aおよび側面12bを覆うように形成された第2の接着層130を介して、電極12上に形成されている。凸部14は、第2の絶縁性有機フィルム210の一方の面(上面)210aに形成されている。
[Second modification]
An
<絶縁性有機フィルム210>
第2の絶縁性有機フィルム210は、上述の第1の変形例の静電チャック装置100における第1の絶縁性有機フィルム120と同様のものを挙げることができる。第1の絶縁性有機フィルム120と第2の絶縁性有機フィルム210は、材質や厚さが同じであってもよいし、異なっていてもよい。
<Insulating
The second insulating
第2の変形例の静電チャック装置200によれば、プラズマ耐性に優れ、かつ機械的強度が高い静電チャック装置を提供することができる。
According to the
[第2の変形例の静電チャック装置の製造方法]
第2の変形例の静電チャック装置の製造方法は、第1の絶縁性有機フィルム120の一方の面(上面)に電極12を形成する工程(電極形成工程)と、電極12の一方の面(上面)に、第2の接着層130を介して第2の絶縁性有機フィルム210を積層する工程(絶縁性有機フィルム210積層工程という)と、基台11の一方の面(上面)に、第1の接着層110を介して第1の絶縁性有機フィルム120を積層する工程(以下、「絶縁性有機フィルム120積層工程」という)と、第2の絶縁性有機フィルム210の一方の面(上面)に、セラミック層15を形成する工程(セラミック層15形成工程)と、上記の塗料を塗工して塗工膜を形成する工程(セラミック膜16の塗工工程)と、塗工膜を加熱する工程(加熱工程)と、を有する。
以下、図4を参照して、第2の変形例の静電チャック装置の製造方法を説明する。
[Method for manufacturing electrostatic chuck device of second modification]
The method for manufacturing the electrostatic chuck device of the second modification includes a step (electrode formation step) of forming the
Hereinafter, with reference to FIG. 4, a method for manufacturing an electrostatic chuck device according to a second modification will be described.
「塗料調製工程」
本実施形態の静電チャック装置の製造方法は、上述の実施形態の静電チャック装置の製造方法と同様に、セラミック粒子および金属レジネートを含有する塗料を調製する塗料調製工程を有していてもよい。
塗料としては、上述の実施形態の静電チャック装置の製造方法と同様のものが用いられる。
"Paint preparation process"
The method for manufacturing an electrostatic chuck device of this embodiment may include a paint preparation step of preparing a paint containing ceramic particles and metal resinate, similar to the method for manufacturing an electrostatic chuck device of the above-described embodiments. good.
As the paint, the same paint as in the manufacturing method of the electrostatic chuck device of the above-described embodiment is used.
「電極形成工程」
電極形成工程では、第1の絶縁性有機フィルム120の一方の面(上面)120aに、上述の実施形態の静電チャック装置の製造方法と同様にして、金属の薄膜(金属薄膜)を形成する。その後、エッチングを行って、金属の薄膜を所定の形状にパターニングして、電極12を形成する。
"Electrode formation process"
In the electrode forming step, a metal thin film (metal thin film) is formed on one surface (upper surface) 120a of the first insulating
「絶縁性有機フィルム210積層工程」
絶縁性有機フィルム210積層工程では、まず、第1の絶縁性有機フィルム120の一方の面(上面)120a上において、電極12を覆うように、すなわち、電極12の一方の面(上面)12aおよび側面12bを覆うように、上記の接着剤を塗工して第2の接着層130を形成する。
"Insulating
In the insulating
第1の絶縁性有機フィルム120の一方の面(上面)120aおよび電極12に対する接着剤の塗工方法としては、上述の第1の接着層110の形成と同様の方法が用いられる。
As a method for applying the adhesive to one surface (upper surface) 120a of the first insulating
次いで、第2の接着層130を介して、第1の絶縁性有機フィルム120の一方の面(上面)120aに第2の絶縁性有機フィルム210を積層する。
その後、第1の絶縁性有機フィルム120、電極12、第2の接着層130および第2の絶縁性有機フィルム210を含む積層体を所定の温度で所定の時間加熱するか、室温で所定の時間放置することにより、第2の接着層130を硬化させ積層体aを得る。
Next, the second insulating
Thereafter, the laminate including the first insulating
「絶縁性有機フィルム120積層工程」
絶縁性有機フィルム積層工程では、基台11の一方の面(上面)11aに、上述の実施形態の静電チャック装置の製造方法と同様にして、第1の接着剤層110を介して上記で得た積層体aにおける露出された第1の絶縁性有機フィルム120面を積層し、積層体bを得る。その後、積層体bを所定の温度で所定の時間加熱するか、室温で所定の時間放置することにより、第1の接着層110を硬化させる。
なお、上記接着層110及び接着層130は、接着剤の塗料を塗工して製造してもよいし、接着シートとして製造してもよい。
"Insulating
In the insulating organic film lamination step, the above film is applied to one surface (upper surface) 11a of the
Note that the
「セラミック層15形成工程」
セラミック層15形成工程では、上述の実施形態の静電チャック装置の製造方法と同様にして、第2の絶縁性有機フィルム210の一方の面(上面)210aに、セラミック層15を形成する。
"
In the
「セラミック膜16の塗工工程」
セラミック膜16の塗工工程では、上述の実施形態の静電チャック装置の製造方法と同様にして、セラミック層15の一方の面(上面)15a、セラミック層15の他の一方の面(側面)15b及び第2の絶縁性有機フィルム210の一方の面(上面)210aに、上記の塗料を塗工して塗工膜を形成する。
"Coating process of
In the coating process of the
「加熱工程」
加熱工程では、上述の実施形態の静電チャック装置の製造方法と同様にして、塗工工程でセラミック層15の一方の面(上面)15a、セラミック層15の他の一方の面(側面)15b及び第2の絶縁性有機フィルム210の一方の面(上面)210aに形成した塗工膜を加熱することによって、凸部14を得る。
"Heating process"
In the heating step, one surface (upper surface) 15a of the
また、本実施形態の静電チャック装置の製造方法では、上述の実施形態のセラミック膜の製造方法と同様に、凸部14の表面16aを研磨する研磨工程を有していてもよい。
Further, the method for manufacturing an electrostatic chuck device according to the present embodiment may include a polishing step of polishing the
第2の変形例の静電チャック装置の製造方法によれば、プラズマ耐性に優れ、かつ密着性が高い凸部を有する静電チャック装置を提供することができる。 According to the method for manufacturing an electrostatic chuck device according to the second modification, it is possible to provide an electrostatic chuck device having a convex portion with excellent plasma resistance and high adhesion.
以下、実施例および比較例により本発明をさらに具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。 EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be explained in more detail with reference to Examples and Comparative Examples, but the present invention is not limited to the following Examples.
[実施例1]
「セラミック層15形成用の塗料の調製」
ポリアクリルアミド樹脂100質量部に対して平均一次粒子径が0.3μmのアルミナ粒子2000質量部を適量の水に混合溶解し、セラミック層15形成用の塗料を得た。
[Example 1]
“Preparation of paint for forming
2000 parts by mass of alumina particles having an average primary particle diameter of 0.3 μm were mixed and dissolved in an appropriate amount of water to 100 parts by mass of polyacrylamide resin to obtain a paint for forming the
「セラミック膜16形成用の塗料の調製」
平均一次粒子径が0.3μmの球形アルミナ粒子(デンカ社製、Al2O3)6質量部に、ラウリン酸イットリウムのトルエン溶液(固形分10質量%)を4質量部添加して、自転公転式攪拌機(写真化学社製、商品名:カクハンター)で混合し、セラミック膜16形成用の塗料を得た。
“Preparation of paint for forming
4 parts by mass of a toluene solution of yttrium laurate (
「静電チャック装置の作製」
図4に示す第2の変形例と同様の構成を有する静電チャック装置を作製した。
第1の絶縁性有機フィルム120として厚さ12μmのポリイミド樹脂シートの一方の面にメッキを施し、厚さ9μmの銅箔を形成した。その銅箔表面にフォトレジストを塗布した後、パターン露光後に現像処理を行い、エッチングにより不要な銅箔を除去した。
その後、ポリイミド樹脂シート上の銅箔を洗浄することにより、フォトレジストを除去し、電極12を形成し、ポリイミド樹脂シートと銅箔から構成される積層体を得た。なお、この電極12は、幅5mmの導電性部分と幅5mmの絶縁性部分とが交互に配置された櫛形形状を2つ有する、櫛形形状電極である。
"Fabrication of electrostatic chuck device"
An electrostatic chuck device having the same configuration as the second modified example shown in FIG. 4 was manufactured.
As the first insulating
Thereafter, the photoresist was removed by washing the copper foil on the polyimide resin sheet,
上記の積層体における電極12が形成された面に、第2の接着層130(厚さ20μm)として乾燥および加熱により半硬化させた絶縁性接着剤シートを積層し、さらにその絶縁性接着剤シートの表面に、第2の絶縁性有機フィルム210として厚さ12μmのポリイミド樹脂シートを接合し、熱処理により接着させた。絶縁性接着剤シートとしては、ビスマレイミド樹脂27質量部、ジアミノシロキサン3質量部、レゾールフェノール樹脂20質量部、ビフェニルエポキシ樹脂10質量部、およびエチルアクリレート-ブチルアクリレート-アクリロニトリル共重合体240質量部を、適量のテトラヒドロフランに混合溶解したものをシート状に成形したものを用いた。
An insulating adhesive sheet semi-cured by drying and heating is laminated as a second adhesive layer 130 (thickness 20 μm) on the surface of the above laminate on which the
次に、上記の電極12が形成されたポリイミド樹脂シートにおける電極12が形成された面とは反対側の面に、第1の接着層110として上記と同様の半硬化させた絶縁性接着剤シートを積層し、アルミニウムからなる基台11の一方の面に貼着し、熱処理により接着させた。
Next, a semi-cured insulating adhesive sheet similar to the above is applied as a first
次に、図5に示すような多数の貫通孔310を有するマスクシート(耐熱性を有する不織布)300をポリイミド樹脂シート表面に重ねた後、上記のセラミック層15形成用塗料をマスクシートに塗工し、100℃で10分乾燥して溶媒を除去した。その後、マスクシートを剥がし、ポリイミド樹脂シート上に複数の凸形状の厚さ約100μmのセラミック層15を形成した。
次に、上記の凸形状のセラミック層15を有するポリイミド樹脂シートの全面に上記セラミック膜形成用塗料をスプレー塗工し、大気中で乾燥して溶媒を除去した。その後、恒温槽内にて500℃で2時間加熱処理を行い、#200のナノダイヤポリイミド研磨シートでセラミック膜における凸部表面を研磨し、厚さ約40μmのセラミック膜16からなる凸部を複数有する静電チャック装置を得た。該静電チャック装置におけるナノダイヤポリイミド研磨シートで凸部の表面を研磨した後の凸部は、欠けなどの発生はなく、セラミック粒子間が金属酸化物を介して強固に結着していることを確認できた。
Next, a mask sheet (heat-resistant non-woven fabric) 300 having a large number of through
Next, the ceramic film-forming paint was spray-coated on the entire surface of the polyimide resin sheet having the convex
[実施例2]
セラミック膜16形成用の塗料として、平均一次粒子径が0.3μmの球形アルミナ粒子(デンカ社製、Al2O3)4質量部に、ラウリン酸イットリウムのトルエン溶液(固形分10質量%)を6質量部添加したものを用いたこと以外は実施例1と同様にして、実施例2の静電チャック装置を作製した。該静電チャック装置におけるナノダイヤポリイミド研磨シートで凸部の表面を研磨した後の凸部は、欠けなどの発生はなく、セラミック粒子間が金属酸化物を介して強固に結着していることを確認できた。
[Example 2]
As a paint for forming the
[実施例3]
セラミック膜16形成用の塗料として、平均一次粒子径が0.3μmの球形アルミナ粒子(デンカ社製、Al2O3)2質量部に、ラウリン酸イットリウムのトルエン溶液(固形分10質量%)を8質量部添加したものを用いたこと以外は実施例1と同様にして、実施例3の静電チャック装置を作製した。該静電チャック装置におけるナノダイヤポリイミド研磨シートで凸部の表面を研磨した後の凸部は、欠けなどの発生はなく、セラミック粒子間が金属酸化物を介して強固に結着していることを確認できた。
[Example 3]
As a paint for forming the
[実施例4]
セラミック膜16形成用の塗料として、平均一次粒子径が0.3μmの球形アルミナ粒子(デンカ社製、Al2O3)8質量部に、ラウリン酸イットリウムのトルエン溶液(固形分10質量%)を2質量部添加したものを用いたこと以外は実施例1と同様にして、実施例4の静電チャック装置を作製した。該静電チャック装置におけるナノダイヤポリイミド研磨シートで凸部の表面を研磨した後の凸部は、欠けなどの発生はなく、セラミック粒子間が金属酸化物を介して強固に結着していることを確認できた。
[Example 4]
As a paint for forming the
[実施例5]
セラミック膜16形成用の塗料として、平均一次粒子径が0.1μmの球形アルミナ粒子(デンカ社製、Al2O3)6質量部に、ラウリン酸イットリウムのトルエン溶液(固形分10質量%)を4質量部添加したものを用いたこと以外は実施例1と同様にして、実施例5の静電チャック装置を作製した。該静電チャック装置におけるナノダイヤポリイミド研磨シートで凸部の表面を研磨した後の凸部は、欠けなどの発生はなく、セラミック粒子間が金属酸化物を介して強固に結着していることを確認できた。
[Example 5]
As a paint for forming the
[実施例6]
セラミック膜16形成用の塗料として、平均一次粒子径が50μmの球形アルミナ粒子(デンカ社製、Al2O3)6質量部に、ラウリン酸イットリウムのトルエン溶液(固形分10質量%)を4質量部添加したものを用いたこと以外は実施例1と同様にして、実施例6の静電チャック装置を作製した。該静電チャック装置におけるナノダイヤポリイミド研磨シートで凸部の表面を研磨した後の凸部は、欠けなどの発生はなく、セラミック粒子間が金属酸化物を介して強固に結着していることを確認できた。
[Example 6]
As a paint for forming the
[実施例7]
セラミック膜16形成用の塗料として、ラウリン酸イットリウムのトルエン溶液(固形分10質量%)を4質量部の代わりに、ステアリン酸マグネシウムのトルエン溶液(固形分10質量%)を4質量部添加したものを用いたこと以外は実施例1と同様にして、実施例7の静電チャック装置を作製した。該静電チャック装置におけるナノダイヤポリイミド研磨シートで凸部の表面を研磨した後の凸部は、欠けなどの発生はなく、セラミック粒子間が金属酸化物を介して強固に結着していることを確認できた。
[Example 7]
As a paint for forming the
[実施例8]
セラミック膜16形成用の塗料として、ラウリン酸イットリウムのトルエン溶液(固形分10質量%)を4質量部の代わりに、ステアリン酸ニッケルのトルエン溶液(固形分10質量%)を4質量部添加したものを用いたこと以外は実施例1と同様にして、実施例8の静電チャック装置を作製した。該静電チャック装置におけるナノダイヤポリイミド研磨シートで凸部の表面を研磨した後の凸部は、欠けなどの発生はなく、セラミック粒子間が金属酸化物を介して強固に結着していることを確認できた。
[Example 8]
As a paint for forming the
[実施例9]
セラミック膜16形成用の塗料として、平均一次粒子径が0.3μmの球形マグネシア粒子(デンカ社製、MgO)6質量部に、ラウリン酸イットリウムのトルエン溶液(固形分10質量%)を4質量部添加したものを用いたこと以外は実施例1と同様にして、実施例9の静電チャック装置を作製した。該静電チャック装置におけるナノダイヤポリイミド研磨シートで凸部の表面を研磨した後の凸部は、欠けなどの発生はなく、セラミック粒子間が金属酸化物を介して強固に結着していることを確認できた。
[Example 9]
As a paint for forming the
[実施例10]
セラミック膜16形成用の塗料として、平均一次粒子径が0.3μmの球形マグネシア粒子(デンカ社製、MgO)4質量部に、ラウリン酸イットリウムのトルエン溶液(固形分10質量%)を6質量部添加したものを用いたこと以外は実施例1と同様にして、実施例10の静電チャック装置を作製した。該静電チャック装置におけるナノダイヤポリイミド研磨シートで凸部の表面を研磨した後の凸部は、欠けなどの発生はなく、セラミック粒子間が金属酸化物を介して強固に結着していることを確認できた。
[Example 10]
As a paint for forming the
[実施例11]
セラミックス層15形成用の塗料として、ポリアクリルアミド樹脂100質量部に対して平均一次粒子径が0.3μmのイットリア粒子2000質量部を適量の水に混合溶解したものを用いたこと以外は実施例1と同様にして、実施例11の静電チャック装置を作製した。
[Example 11]
Example 1 except that 2000 parts by mass of yttria particles having an average primary particle diameter of 0.3 μm were mixed and dissolved in an appropriate amount of water based on 100 parts by mass of polyacrylamide resin as the paint for forming the
[実施例12]
セラミックス層15形成用の塗料として、ポリイミド樹脂溶液100質量部に対して平均一次粒子径が0.3μmのアルミナ粒子2000質量部を混合したものを用いたこと以外は実施例1と同様にして、実施例12の静電チャック装置を作製した。
[Example 12]
In the same manner as in Example 1, except that 2000 parts by mass of alumina particles having an average primary particle diameter of 0.3 μm were mixed with 100 parts by mass of polyimide resin solution as the paint for forming the
[実施例13]
セラミックス層15形成用の塗料として、エポキシ樹脂100質量部に対して平均一次粒子径が0.3μmのアルミナ粒子2000質量部を適量の溶剤に混合溶解したものを用いたこと以外は実施例1と同様にして、実施例13の静電チャック装置を作製した。
[Example 13]
Example 1 except that 2000 parts by mass of alumina particles having an average primary particle diameter of 0.3 μm were mixed and dissolved in an appropriate amount of solvent to 100 parts by mass of epoxy resin as the paint for forming the
[実施例14]
セラミックス層15形成用の塗料として、アクリル樹脂100質量部に対して平均一次粒子径が0.3μmのアルミナ粒子2000質量部を適量の溶剤に混合溶解したものを用いたこと以外は実施例1と同様にして、実施例14の静電チャック装置を作製した。
[Example 14]
Example 1 except that 2000 parts by mass of alumina particles having an average primary particle diameter of 0.3 μm were mixed and dissolved in an appropriate amount of solvent to 100 parts by mass of acrylic resin as the paint for forming the
[比較例1]
セラミックス層15形成用の塗料として、実施例1で使用したセラミック膜16形成用の塗料を用いたこと以外は実施例1と同様にして、比較例1の静電チャック装置を作製した。
[Comparative example 1]
An electrostatic chuck device of Comparative Example 1 was manufactured in the same manner as in Example 1 except that the paint for forming the
[セラミック膜の確認]
実施例1~実施例14における各静電チャック装置の表面に形成されたセラミック膜16を、走査型電子顕微鏡(SEM:Scanning Electron Microscope)で撮像し、各粒子の状態を確認した。その結果、実施例1~実施例14における各静電チャック装置の表面に形成されたセラミック膜16は、セラミック粒子間の少なくとも一部が金属酸化物を介して結着していることが確認された。
[Checking the ceramic membrane]
The
[評価]
実施例1~実施例14で得られた静電チャック装置を用いて、次の耐電圧性の試験を行った。
[evaluation]
Using the electrostatic chuck devices obtained in Examples 1 to 14, the following voltage withstand test was conducted.
<耐電圧性>
静電チャック装置の吸着面に銅箔を載置し、この銅箔と基台をアースした。
次に、櫛形形状電極の両端に設けられた端子間に電圧を印加し、次いで、印加する電圧差(端子間の電圧差)を徐々に上げていき、絶縁破壊を起こした時点での印加電圧差を測定した。
<Voltage resistance>
A copper foil was placed on the suction surface of the electrostatic chuck device, and the copper foil and the base were grounded.
Next, a voltage is applied between the terminals provided at both ends of the comb-shaped electrode, and then the applied voltage difference (voltage difference between the terminals) is gradually increased until the applied voltage reaches the point at which dielectric breakdown occurs. The difference was measured.
耐電圧性を評価した結果、実施例1~実施例14の静電チャック装置は、印加電圧差が20kV以上であっても絶縁破壊を起こすことがなかった。 As a result of evaluating the voltage resistance, the electrostatic chuck devices of Examples 1 to 14 did not cause dielectric breakdown even when the applied voltage difference was 20 kV or more.
また、実施例1~実施例14及び比較例1で得られた静電チャック装置を用いて、次の密着性の試験を行った。
<密着性>
静電チャック装置の吸着面について、テープ剥離試験を行い密着性を評価した。テープ剥離試験は、JISH8504(1999年)「めっきの密着性試験方法」における「g)引きはがし試験方法」の「1)テープ試験方法」に準拠した方法により行った。
その結果、実施例1~実施例14の静電チャック装置は、粘着テープの粘着面に付着物は存在しなかった。
一方、比較例1の静電チャック装置は、粘着テープの粘着面に、凸部の一部が付着していた。
Further, using the electrostatic chuck devices obtained in Examples 1 to 14 and Comparative Example 1, the following adhesion test was conducted.
<Adhesion>
A tape peel test was performed on the suction surface of the electrostatic chuck device to evaluate the adhesion. The tape peeling test was carried out in accordance with the "1) Tape test method" of "g) Peeling test method" in JISH8504 (1999) "Plating adhesion test method".
As a result, in the electrostatic chuck devices of Examples 1 to 14, there was no deposit on the adhesive surface of the adhesive tape.
On the other hand, in the electrostatic chuck device of Comparative Example 1, some of the convex portions were attached to the adhesive surface of the adhesive tape.
10 静電チャック装置
11 基台
12 電極
13 セラミック層
14 凸部
15 セラミック層
16 セラミック膜
21 セラミック粒子
22 金属酸化物
100,200 静電チャック装置
110 第1の接着層
120 第1の絶縁性有機フィルム
130 第2の接着層
210 第2の絶縁性有機フィルム
10
Claims (5)
前記凸部が、セラミック膜と、樹脂バインダーを含有するセラミック層とを有し、
前記セラミック膜が、セラミック粒子と、金属酸化物と、を含有し、
前記セラミック粒子間の少なくとも一部が前記金属酸化物を介して結着していることを特徴とする静電チャック装置。 An electrostatic chuck device having a plurality of convex portions on a suction surface,
The convex portion has a ceramic film and a ceramic layer containing a resin binder,
The ceramic film contains ceramic particles and a metal oxide,
An electrostatic chuck device characterized in that at least some of the ceramic particles are bound together via the metal oxide.
Priority Applications (1)
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